JP3566932B2

JP3566932B2 - Exhaust gas purification device

Info

Publication number: JP3566932B2
Application number: JP2001041775A
Authority: JP
Inventors: 久貴通阪; 博舟橋; 修土屋; 洋紀成田
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2001-02-19
Filing date: 2001-02-19
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: JP2002242659A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図５に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中にパティキュレートフィルタ４を装備することが行われている。
【０００３】
図６に示すように、パティキュレートフィルタ４は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路５の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路５については、その出口が目封じされるようになっており、各流路５を区画する多孔質薄壁６を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出され、排気ガス２中のパティキュレートが前記多孔質薄壁６の内側表面に捕集されるようにしてある。
【０００４】
更に、近年においては、この種のパティキュレートフィルタ４にＮＯx吸蔵還元触媒を組み合わせて排気ガス２中のパティキュレートとＮＯxを同時に低減し得るようにしたＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx Reduction System）と称される排気浄化装置も開発されてきている。
【０００５】
このＤＰＮＲと称される排気浄化装置は、図７〜図１１に示す如く、排気ガス２中の酸素濃度が高い希薄燃焼運転時にＮＯxを酸化して硝酸塩の状態で一時的に吸蔵し且つ排気ガス２中の酸素濃度が低い濃空燃比運転時に排気ガス２中の炭化水素や一酸化炭素の介在によりＮＯxを分解放出して還元浄化する性質を備えたＮＯx吸蔵還元触媒（白金・バリウム・アルミナ触媒やイリジウム・白金・バリウム・アルミナ触媒等）を一体的に担持した二つのパティキュレートフィルタ４を、排気管３の軸心方向に対し略直角な向きに横臥させた並列状態としてケーシング７内に収容している。
【０００６】
そして、このケーシング７の左右両側に形成した給排空間８，９に対し各パティキュレートフィルタ４の各流路５を夫々連通せしめ、排気ガス２をケーシング７の横方向（左右方向）に通過させてパティキュレートの捕集を行い得るようにしてある。
【０００７】
又、各給排空間８，９は、上流側の排気管３に対して流路切替バルブ１０を介し連絡パイプ１１，１２により夫々接続されており、前記流路切替バルブ１０により各給排空間８，９の何れか一方に排気ガス２を導入して他方に回収し、その回収した排気ガス２を再び流路切替バルブ１０を経由させて連絡パイプ１３を介しケーシング７の前端部へ導入し、該ケーシング７内の上下部分に確保した排気通路１４を通しケーシング７後端の後室１５（消音スペース）へと導いて下流側の排気管３へ排出するようにしてある。
【０００８】
尚、ここに図示している例においては、従来におけるマフラの配置場所に、該マフラに換えて、消音機能を兼ね備えた排気浄化装置として装備する場合を例示しており、下流側の排気管３としている部分が、従来におけるマフラのテールパイプに相当するものとなっている。
【０００９】
而して、図９に示す如く、流路切替バルブ１０を切り替えて排気管３の上流側から導かれた排気ガス２を連絡パイプ１１を介し給排空間８に導入すると、該給排空間８から各パティキュレートフィルタ４へと排気ガス２が分配されて導入され、該排気ガス２が各パティキュレートフィルタ４を通過する間にパティキュレートを捕集されて浄化され、その浄化された排気ガス２が給排空間９へと排出されて連絡パイプ１２を介し流路切替バルブ１０に戻され、該流路切替バルブ１０から連絡パイプ１３を介しケーシング７内に導入されて、該ケーシング７内の上下の排気通路１４を通し後室１５へと導かれて排気管３の下流側へと排出される。
【００１０】
又、排気ガス２中の酸素濃度が高い希薄燃焼運転時においては、排気ガス２が各パティキュレートフィルタ４を通過する間に、該パティキュレートフィルタ４に一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒によりＮＯxが酸化されて硝酸塩の状態で一時的に吸蔵され、排気ガス２中からＮＯxが除去されることになる。
【００１１】
この時、ＮＯxの吸蔵反応時に生成される反応性の高い活性酸素と、排気ガス２中に多く含まれている通常の酸素とにより、各パティキュレートフィルタ４に捕集されているパティキュレートの酸化反応が促進されて該パティキュレートの効率の良い連続的な燃焼除去が図られる。
【００１２】
他方、例えば、排気ガス２中の酸素濃度が低い濃空燃比運転に瞬間的に切り替えると、排気ガス２中に未燃のまま残留した炭化水素や一酸化炭素等を還元剤としてＮＯx吸蔵還元触媒からＮＯxが分解放出されて直ちに還元浄化されることになる。
【００１３】
この時、ＮＯxの分解放出反応時に生成される活性酸素により、各パティキュレートフィルタ４に捕集されているパティキュレートの酸化反応が促進されて該パティキュレートの効率の良い連続的な燃焼除去が図られる。
【００１４】
そして、図１０に示す如く、必要に応じ流路切替バルブ１０を切り替えて排気管３の上流側から導かれた排気ガス２を連絡パイプ１２を介し給排空間９に導入すると、排気ガス２が先程とは逆向きに各パティキュレートフィルタ４を通過することになり、該各パティキュレートフィルタ４を通過した排気ガス２が給排空間８へと排出されて連絡パイプ１１を介し流路切替バルブ１０に戻され、該流路切替バルブ１０から連絡パイプ１３を介しケーシング７内に導入されて上下の排気通路１４を通し後室１５へと導かれて排気管３の下流側へと排出される。
【００１５】
即ち、このように適宜に流路切替バルブ１０を切り替えて排気ガス２の流れ方向を反転させるようにすれば、パティキュレートフィルタ４の各流路５を区画している多孔質薄壁６の裏側面を捕集面とした新たなパティキュレートの捕集が行われると共に、前記多孔質薄壁６の表側面における僅かな燃え残りが逆洗により除去されて良好な捕集面の再生化が図られる一方、各パティキュレートフィルタ４に一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒の利用効率の向上が図られ、パティキュレートの速やかな燃焼除去が図られることになるのである。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、斯かる従来のＤＰＮＲと称される排気浄化装置においては、図示の如き略円柱形を成している各パティキュレートフィルタ４を、排気管３の軸心方向に対し略直角な向きに横臥させた並列状態としてケーシング７内に収容するようにしているため、図１１にクロスハッチングを付して示す如く、各パティキュレートフィルタ４の周囲に余分なデッドスペースが発生して収容効率が低下し、全体容積が必要以上に大きくなって車両への搭載性が悪くなるという問題があった。
【００１７】
ここで、この種のパティキュレートフィルタ４が一般的に略円柱形を成す理由につき補足説明しておくと、コージェライト等のセラミックから成る脆弱なパティキュレートフィルタ４をケーシング７内に安定して収容させるのに際しては、パティキュレートフィルタ４の周囲をクッション材と鉄板でしっかりと包んで車両の走行振動等により破損が生じないように考慮する必要があるが、円形以外の断面のものを無理にクッション材や鉄板で包もうとすると、その外周面にかかる面圧が不均一となって壊れ易くなってしまうので、クッション材や鉄板により十分な面圧で包んでも壊れ難い略円柱形を基本的な形状として採用しているのである。
【００１８】
しかも、近年における厳しいパティキュレートの規制値をクリアし得るようにするためには、パティキュレートフィルタ４の捕集表面積を更に増大させて捕集能力の向上を図る必要があるが、単純に排気管３の軸心方向へ向けた並列配置を増設していくだけでは、前述したデッドスペースが益々嵩んで車両への搭載性が一層悪化してしまうことが懸念されている。
【００１９】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、デッドスペースを減少させて全体容積を極力抑制し得るようにした車両への搭載性の良い排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管の途中に装備されて該排気管の軸心方向と略平行な向きに排気ガスを通過させるように配置されたパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの軸心方向における何れか一方の側に形成された第一の給排空間と、前記パティキュレートフィルタの軸心方向における他方の側に形成された第二の給排空間と、排気管の上流側から導いた排気ガスを適宜に流路を切り替えて第一及び第二の給排空間の何れか一方に選択的に導入し且つパティキュレートフィルタを通過して第一及び第二の給排空間の他方に排出された排気ガスを排気管の下流側へ導く流路切替手段とを備えた排気浄化装置であって、複数のパティキュレートフィルタを排気管の軸心方向と略平行な向きに直列に配置し、隣り合うパティキュレートフィルタの排気ガスの流れ方向が逆向きになるようにして相互間の第一又は第二の給排空間を共通化したことを特徴とするものである。
【００２１】
従って、本発明では、例えば、排気管の上流側から導かれた排気ガスを流路切替手段を介し第一の給排空間に導入すると、該第一の給排空間からパティキュレートフィルタへと排気ガスが導入され、該排気ガスがパティキュレートフィルタを通過する間にパティキュレートを捕集されて浄化され、その浄化された排気ガスが第二の給排空間へと排出されて流路切替手段を介し排気管の下流側へと排出される。
【００２２】
一方、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートは、高負荷運転時等における排気温度が高くなる運転領域にて自己燃焼して除去されるが、必要に応じて電気ヒータ等による強制加熱を行ったり、適宜に排気温度を上昇させる手段を講じたりすることで、より確実なパティキュレートの燃焼除去を図るようにしても良い。
【００２３】
更に、流路切替手段により流路を切り替えて排気ガスを第二の給排空間に導入すると、排気ガスが先程とは逆向きにパティキュレートフィルタを通過することになり、パティキュレートフィルタの各流路を区画している多孔質薄壁の裏側面を捕集面とした新たなパティキュレートの捕集が行われると共に、前記多孔質薄壁の表側面における僅かな燃え残りが逆洗により除去されて良好な捕集面の再生化が図られることになる。
【００２４】
そして、このように排気管の軸心方向と略平行な向きに排気ガスを通過させるようにパティキュレートフィルタを配置した形式によれば、一般的に略円柱形を成しているパティキュレートフィルタを、該パティキュレートフィルタと略同じ断面形状を有して排気管の軸心方向へ延びるようにしたケーシング内にデッドスペースを殆ど形成させずに効率良く収容させることが可能となり、全体容積を極力抑制することが可能となる。
【００２５】
更に、本発明においては、複数のパティキュレートフィルタを排気管の軸心方向と略平行な向きに直列に配置し、隣り合うパティキュレートフィルタの排気ガスの流れ方向が逆向きになるようにして相互間の第一又は第二の給排空間を共通化しているので、各パティキュレートフィルタの配置自体が直列であっても、実質的には各パティキュレートフィルタに対し排気ガスが分配されて１パスで並列に流されることになり、これによって、各パティキュレートフィルタの入口総面積を大きくして排気ガスの通気抵抗の増加を抑制しつつ捕集表面積を増大することが可能となり、しかも、隣り合うパティキュレートフィルタの相互間の第一又は第二の給排空間を共通化し得て全体容積を極力抑制しつつ捕集能力の向上を図ることが可能となる。
【００２６】
又、本発明においては、パティキュレートフィルタに触媒を一体的に担持せしめることが好ましく、例えば、その触媒としてＮＯx吸蔵還元触媒を採用して排気ガス中のパティキュレートとＮＯxを同時に低減し得るようにしたＤＰＮＲとすることも可能であり、このようにした場合に、適宜に流路切替手段を切り替えて排気ガスの流れ方向を反転させるようにすれば、各パティキュレートフィルタに一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒の利用効率の向上を図り、パティキュレートの速やかな燃焼除去を図ることが可能となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図７〜図１１と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２９】
図１及び図２に示すように、本形態例においては、排気管３の途中（従来におけるマフラの配置場所）に装備され且つ該排気管３の軸心方向と略平行な向きに延びて円筒状を成す内筒１６内に、ＮＯx吸蔵還元触媒を一体的に担持した二つのパティキュレートフィルタ４が、前記排気管３の軸心方向と略平行な向きに排気ガス２を通過させるように直列に収容されている。
【００３０】
この内筒１６内における各パティキュレートフィルタ４の軸心方向の両端部分には、排気ガス２を給排するための給排空間１７，１８が夫々形成されることになるが、隣り合う両パティキュレートフィルタ４の排気ガス２の流れ方向が逆向きになるようにして相互間の給排空間１８を共通化し、各パティキュレートフィルタ４の夫々の相反する側の端部に給排空間１７を夫々形成するようにしてある。
【００３１】
更に、内筒１６の周囲には、特に図２に示す如き非円形断面の外筒１９が外装されており、該外筒１９と前記内筒１６との間には、パティキュレートフィルタ４の軸心方向に沿って延びる給排通路２０，２７と排気通路２１とが夫々形成されている。
【００３２】
また、給排通路２７と前記給排空間１８とが、内筒１６の中央部に開口した連通口２８を介して連通されていると共に、給排通路２０と前記給排空間１７，１７とが、内筒１６の両端部に開口した連通口２６，２６を介して連通されており、前記各給排通路２０，２７は、上流側の排気管３に対して流路切替バルブ１０を介し連絡パイプ２２，２３により夫々接続されている。
【００３３】
そして、前記流路切替バルブ１０により各給排通路２０，２７の何れか一方に排気ガス２を導入して他方から回収し、その回収した排気ガス２を再び流路切替バルブ１０を経由させて連絡パイプ２４を介し前記排気通路２１に導入し、該排気通路２１を通し外筒１９後端の後室２５（消音スペース）へと導いて下流側の排気管３へ排出するようにしてある。
【００３４】
而して、例えば、排気管３の上流側から導かれた排気ガス２を流路切替バルブ１０を介し連絡パイプ２２、給排通路２０、連通口２６，２６を夫々経由させて前後の給排空間１７，１７に導入すると、該各給排空間１７，１７から各パティキュレートフィルタ４へと排気ガス２が分配されて前後から相対する向きに導入され、該排気ガス２が各パティキュレートフィルタ４を通過する間にパティキュレートを捕集されて浄化され、その浄化された排気ガス２が各パティキュレートフィルタ４の相互間の給排空間１８へと排出されて合流し、連通口２８から給排通路２７、連絡パイプ２３、流路切替バルブ１０を介し連絡パイプ２４、排気通路２１、後室２５を経由して排気管３の下流側へと排出される。
【００３５】
一方、各パティキュレートフィルタ４に捕集されたパティキュレートは、高負荷運転時等における排気温度が高くなる運転領域にて自己燃焼して除去されるが、必要に応じて電気ヒータ等による強制加熱を行ったり、適宜に排気温度を上昇させる手段を講じたりすることで、より確実なパティキュレートの燃焼除去を図るようにしても良い。
【００３６】
又、排気ガス２中の酸素濃度が高い希薄燃焼運転時においては、排気ガス２が各パティキュレートフィルタ４を通過する間に、該パティキュレートフィルタ４に一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒によりＮＯxが酸化されて硝酸塩の状態で一時的に吸蔵され、排気ガス２中からＮＯxが除去されることになり、しかも、このＮＯxの吸蔵反応時に生成される反応性の高い活性酸素と、排気ガス２中に多く含まれている通常の酸素とにより、各パティキュレートフィルタ４に捕集されているパティキュレートの酸化反応が促進されて該パティキュレートの効率の良い連続的な燃焼除去が図られる。
【００３７】
そして、例えば、排気ガス２中の酸素濃度が低い濃空燃比運転に瞬間的に切り替えると、排気ガス２中に未燃のまま残留した炭化水素や一酸化炭素等を還元剤としてＮＯx吸蔵還元触媒からＮＯxが分解放出されて直ちに還元浄化されることになり、しかも、このＮＯxの分解放出反応時に生成される活性酸素により、各パティキュレートフィルタ４に捕集されているパティキュレートの酸化反応が促進されて該パティキュレートの効率の良い連続的な燃焼除去が図られる。
【００３８】
更に、流路切替バルブ１０により流路を切り替えて排気ガス２を連絡パイプ２３、給排通路２７、連通口２８を介し中間の給排空間１８に導入すると、排気ガス２が先程とは逆向きにパティキュレートフィルタ４を通過することになり、パティキュレートフィルタ４の各流路５を区画している多孔質薄壁６（図６参照）の裏側面を捕集面とした新たなパティキュレートの捕集が行われると共に、前記多孔質薄壁６の表側面における僅かな燃え残りが逆洗により除去されて良好な捕集面の再生化が図られることになる。
【００３９】
又、流路切替バルブ１０により流路を切り替えて排気ガス２の流れ方向を反転させることは、パティキュレートフィルタ４に一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒の利用効率の向上を図る上でも有効である。
【００４０】
そして、このように排気管３の軸心方向と略平行な向きに排気ガス２を通過させるように複数のパティキュレートフィルタ４を直列に配置した形式によれば、一般的に略円柱形を成しているパティキュレートフィルタ４を、該パティキュレートフィルタ４と略同じ断面形状を有して排気管３の軸心方向へ延びるようにした内筒１６内にデッドスペースを殆ど形成させずに効率良く収容させることが可能となり、全体容積を極力抑制することが可能となる。
【００４１】
又、各パティキュレートフィルタ４の配置自体が直列であっても、実質的には各パティキュレートフィルタ４に対し排気ガス２が分配されて１パスで並列に流されることになるので、各パティキュレートフィルタ４の入口総面積を大きくして排気ガス２の通気抵抗の増加を抑制しつつ捕集表面積を増大することが可能となり、しかも、隣り合うパティキュレートフィルタ４の相互間の給排空間１８を共通化したことにより全体容積の更なる抑制を図りつつ捕集能力の向上を図ることも可能となる。
【００４２】
従って、上記形態例によれば、パティキュレートフィルタ４を内筒１６内に効率良く収容させて全体容積を極力抑制することができるので、車両への搭載性の良い排気浄化装置を実現することができる。
【００４３】
又、流路切替バルブ１０により流路を切り替えて排気ガス２の流れ方向を反転させることができるので、パティキュレートフィルタ４の各流路５を区画している多孔質薄壁６の表裏両面を有効に活用してパティキュレートの捕集を行うことができ、しかも、僅かな燃え残りを逆洗により除去して良好な捕集面の再生化を図ることもでき、更には、パティキュレートフィルタ４に一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒の利用効率を向上してパティキュレートの速やかな燃焼除去を図ることもできる。
【００４４】
更に、各パティキュレートフィルタ４の配置自体が直列であっても、実質的には各パティキュレートフィルタ４に対し排気ガス２を分配して１パスで並列に流すことができるので、各パティキュレートフィルタ４の入口総面積を大きくして排気ガス２の通気抵抗の増加を抑制しつつ捕集表面積を増大することができ、しかも、隣り合うパティキュレートフィルタ４の相互間の給排空間１８を共通化し得て全体容積を極力抑制しつつ捕集能力の向上を図ることができる。
【００４５】
図３及び図４は本発明の別の形態例を示すもので、前述した図１及び図２の形態例において、内筒１６に外筒１９を外装して給排通路２０，２７及び排気通路２１を形成していたことに換えて、本形態例においては、これら給排通路２０，２７及び排気通路２１を、連絡パイプ２２，２３，２４を後方へ延長することにより兼用させるようにしてあり、このうちの連絡パイプ２４を内筒１６より後方まで延ばしてそのまま下流側の排気管３としてあるが、このようにしても、前述した図１及び図２の形態例と同様の作用効果を奏し得ることは勿論である。
【００４６】
ただし、この図３及び図４の形態例において、スペース的な余裕があれば、内筒１６を連絡パイプ２２，２３，２４と一緒に外筒で抱持させるようにすることも可能である。
【００４７】
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、パティキュレートフィルタの断面は必ずしも真円でなくて良いこと、又、パティキュレートフィルタには必ずしも触媒を担持させる必要はなく、触媒を担持させるとしてもＮＯx吸蔵還元触媒に限定されないこと、更に、三つ以上のパティキュレートフィルタを直列に配置するようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００４９】
（Ｉ）一般的に略円柱形を成しているパティキュレートフィルタを、該パティキュレートフィルタと略同じ断面形状を有して排気管の軸心方向へ延びるようにしたケーシング内にデッドスペースを殆ど形成させずに効率良く収容させて全体容積を極力抑制することができるので、車両への搭載性の良い排気浄化装置を実現することができる。
【００５０】
（ＩＩ）流路切替手段により流路を切り替えて排気ガスの流れ方向を反転させることができるので、パティキュレートフィルタの各流路を区画している多孔質薄壁の表裏両面を有効に活用してパティキュレートの捕集を行うことができ、しかも、僅かな燃え残りを逆洗により除去して良好な捕集面の再生化を図ることもできる。
【００５１】
（ＩＩＩ）各パティキュレートフィルタの配置自体が直列であっても、実質的には各パティキュレートフィルタに対し排気ガスを分配して１パスで並列に流すことができるので、各パティキュレートフィルタの入口総面積を大きくして排気ガスの通気抵抗の増加を抑制しつつ捕集表面積を増大することができ、しかも、隣り合うパティキュレートフィルタの相互間の第一又は第二の給排空間を共通化し得て全体容積を極力抑制しつつ捕集能力の向上を図ることができる。
【００５２】
（ＩＶ）パティキュレートフィルタには、捕集されたパティキュレートの酸化反応を助勢するための酸化触媒、或いは、排気ガス中のＮＯxの除去を目的としたＮＯx選択還元触媒やＮＯx吸蔵還元触媒等を一体的に担持させることにより付加的な機能を持たせることが可能であり、特にＮＯx吸蔵還元触媒を一体的に担持させた場合には、排気ガス中のパティキュレートとＮＯxを同時に低減し得るようにしたＤＰＮＲとすることができ、このようにした場合に、適宜に流路切替手段を切り替えて排気ガスの流れ方向を反転させるようにすれば、各パティキュレートフィルタに一体的に担持されたＮＯx吸蔵還元触媒の利用効率の向上を図り、パティキュレートの速やかな燃焼除去を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視の断面図である。
【図３】本発明の別の形態例を示す斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ矢視の断面図である。
【図５】従来例を示す概略図である。
【図６】図５のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図７】ＤＰＮＲと称される排気浄化装置の一例を示す斜視図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視の断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ矢視の断面図である。
【図１０】図９の流路切替バルブを切り替えた状態を示す断面図である。
【図１１】図７の排気浄化装置の一部を切り欠いて示す側面図である。
【符号の説明】
２排気ガス
３排気管
４パティキュレートフィルタ
１０流路切替バルブ（流路切替手段）
１７給排空間（第一の給排空間）
１８給排空間（第二の給排空間）
２０給排通路（流路切替手段）
２１排気通路（流路切替手段）
２２連絡パイプ（流路切替手段）
２３連絡パイプ（流路切替手段）
２４連絡パイプ（流路切替手段）
２７給排通路（流路切替手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device.
[0002]
[Prior art]
The particulate matter (particulate matter) emitted from the diesel engine is mainly composed of soot composed of carbonaceous material and SOF (Soluble Organic Fraction: soluble organic component) composed of a high-boiling hydrocarbon component. Although it has a composition containing a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component), as shown in FIG. 5, an exhaust pipe 3 through which exhaust gas 2 from a diesel engine 1 flows as a measure for reducing this kind of particulates. Is equipped with a particulate filter 4 in the middle of the process.
[0003]
As shown in FIG. 6, the particulate filter 4 has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the respective flow paths 5 partitioned in a lattice are alternately plugged. The outlets of the flow passages 5 which are not plugged are plugged, and only the exhaust gas 2 that has passed through the porous thin wall 6 defining each flow passage 5 is discharged to the downstream side. The particulates in the exhaust gas 2 are collected on the inner surface of the porous thin wall 6.
[0004]
Furthermore, in recent years, this type of particulate filter 4 is combined with a NOx storage reduction catalyst, and is referred to as a DPNR (Diesel Particulate-NOx Reduction System) which can simultaneously reduce particulates and NOx in the exhaust gas 2. Exhaust gas purifiers have also been developed.
[0005]
As shown in FIGS. 7 to 11, this exhaust gas purifying apparatus called DPNR oxidizes NOx during the lean burn operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas 2 is high, temporarily stores NOx in the state of nitrate, and temporarily stores the exhaust gas. NOx storage-reduction catalyst (platinum-barium-alumina catalyst) having the property of decomposing and releasing NOx to reduce and purify NOx during the operation of the rich air-fuel ratio in which the oxygen concentration in the exhaust gas 2 is low due to the presence of hydrocarbons and carbon monoxide in the exhaust gas Iridium / platinum / barium / alumina catalyst) are contained in the casing 7 in a parallel state in which they are laid in a direction substantially perpendicular to the axis of the exhaust pipe 3. are doing.
[0006]
The flow paths 5 of the particulate filters 4 are respectively connected to supply / discharge spaces 8 and 9 formed on both left and right sides of the casing 7, so that the exhaust gas 2 passes in the lateral direction (left and right direction) of the casing 7. So that particulates can be collected.
[0007]
The supply / discharge spaces 8 and 9 are connected to the exhaust pipe 3 on the upstream side by communication pipes 11 and 12 via a flow path switching valve 10, respectively. Exhaust gas 2 is introduced into one of 8 and 9 and collected in the other, and the collected exhaust gas 2 is again introduced into the front end of the casing 7 through the communication pipe 13 via the flow path switching valve 10. An exhaust passage 14 secured in the upper and lower portions of the casing 7 is guided to a rear chamber 15 (muffling space) at the rear end of the casing 7 and discharged to the exhaust pipe 3 on the downstream side.
[0008]
Note that, in the example shown here, a case where a conventional exhaust muffler is provided as an exhaust gas purifying device having a silencing function in place of the conventional muffler, and the exhaust pipe 3 on the downstream side is provided. Is equivalent to a conventional muffler tail pipe.
[0009]
As shown in FIG. 9, when the exhaust gas 2 guided from the upstream side of the exhaust pipe 3 is introduced into the supply / discharge space 8 through the communication pipe 11 by switching the flow path switching valve 10, The exhaust gas 2 is distributed and introduced into each of the particulate filters 4, and while the exhaust gas 2 passes through each of the particulate filters 4, the particulates are collected and purified, and the purified exhaust gas 2 is collected. Is discharged to the supply / discharge space 9, returned to the flow path switching valve 10 via the communication pipe 12, introduced from the flow path switching valve 10 into the casing 7 via the communication pipe 13, and Through the exhaust passage 14 to the rear chamber 15 and discharged to the downstream side of the exhaust pipe 3.
[0010]
Further, during the lean burn operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas 2 is high, while the exhaust gas 2 passes through each of the particulate filters 4, the NOx storage reduction catalyst integrally supported on the particulate filters 4 NOx is oxidized and temporarily stored in a state of nitrate, so that NOx is removed from the exhaust gas 2.
[0011]
At this time, the highly reactive active oxygen generated during the NOx storage reaction and the normal oxygen contained in the exhaust gas 2 oxidize the particulates collected in each particulate filter 4. The reaction is promoted, and efficient and continuous burning and removal of the particulates are achieved.
[0012]
On the other hand, for example, when the operation is instantaneously switched to the rich air-fuel ratio operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas 2 is low, the NOx storage reduction catalyst uses hydrocarbons, carbon monoxide, and the like remaining unburned in the exhaust gas 2 as a reducing agent. NOx is decomposed and released from, and immediately reduced and purified.
[0013]
At this time, the oxidation reaction of the particulates collected in each particulate filter 4 is promoted by the active oxygen generated at the time of the NOx decomposition and release reaction, so that efficient and continuous combustion and removal of the particulates can be achieved. Can be
[0014]
Then, as shown in FIG. 10, the exhaust gas 2 guided from the upstream side of the exhaust pipe 3 is introduced into the supply / discharge space 9 via the communication pipe 12 by switching the flow path switching valve 10 as necessary, and the exhaust gas 2 is The exhaust gas 2 that has passed through each of the particulate filters 4 is discharged to the supply / exhaust space 8 through the communication pipe 11, and the flow path switching valve 10. And is introduced into the casing 7 from the flow path switching valve 10 through the connecting pipe 13, is guided to the rear chamber 15 through the upper and lower exhaust passages 14, and is discharged to the downstream side of the exhaust pipe 3.
[0015]
That is, if the flow direction of the exhaust gas 2 is reversed by appropriately switching the flow path switching valve 10 as described above, the back side of the porous thin wall 6 that partitions each flow path 5 of the particulate filter 4 can be obtained. New particulates are collected with the surface as a collecting surface, and a small amount of unburned residue on the front surface of the porous thin wall 6 is removed by backwashing, so that a good collecting surface can be regenerated. On the other hand, the utilization efficiency of the NOx storage reduction catalyst integrally carried on each particulate filter 4 is improved, and the particulates are promptly burned and removed.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a conventional exhaust gas purifying apparatus called DPNR, each particulate filter 4 having a substantially cylindrical shape as shown is laid in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the exhaust pipe 3. Since the casings are accommodated in the casing 7 in a parallel state, extra dead space is generated around each particulate filter 4 as shown by cross hatching in FIG. However, there has been a problem that the overall volume becomes unnecessarily large and the mountability on a vehicle is deteriorated.
[0017]
Here, the reason why this kind of particulate filter 4 generally has a substantially cylindrical shape will be additionally described. The fragile particulate filter 4 made of ceramic such as cordierite is stably accommodated in the casing 7. It is necessary to wrap the periphery of the particulate filter 4 tightly with a cushion material and an iron plate so as not to cause damage due to running vibration of the vehicle. If you try to wrap it with a material or iron plate, the surface pressure applied to the outer peripheral surface will be uneven and it will be broken easily. It is adopted as a shape.
[0018]
Moreover, in order to be able to meet the strict regulation values of particulates in recent years, it is necessary to further increase the collection surface area of the particulate filter 4 to improve the collection capacity. It is feared that merely increasing the number of parallel arrangements in the direction of the axis 3 will increase the dead space described above and further deteriorate the mountability on a vehicle.
[0019]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide an exhaust gas purifying apparatus which can be mounted on a vehicle and has a reduced dead space and a reduced overall volume as much as possible.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a particulate filter which is provided in the middle of an exhaust pipe and is arranged so as to allow exhaust gas to pass in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe, and a particulate filter in the axial direction of the particulate filter. A first supply / discharge space formed on one side, a second supply / discharge space formed on the other side in the axial direction of the particulate filter, and exhaust gas introduced from an upstream side of an exhaust pipe. Was selectively introduced into one of the first and second supply / discharge spaces by appropriately switching the flow path, and was discharged to the other of the first and second supply / discharge spaces through the particulate filter. An exhaust purification device comprising: flow path switching means for guiding exhaust gas to a downstream side of an exhaust pipe, wherein a plurality of particulate filters are arranged in series in a direction substantially parallel to an axial direction of the exhaust pipe, and are adjacent to each other. Particulate matter Is characterized in that the flow direction of the exhaust gas filter is made common to the first or second sheet discharge space therebetween so as to be opposite.
[0021]
Therefore, in the present invention, for example, when the exhaust gas guided from the upstream side of the exhaust pipe is introduced into the first supply / discharge space via the flow path switching means, the exhaust gas is discharged from the first supply / discharge space to the particulate filter. Gas is introduced, the particulates are collected and purified while the exhaust gas passes through the particulate filter, and the purified exhaust gas is discharged to the second supply / exhaust space, and the passage switching means is provided. Through the exhaust pipe to the downstream side.
[0022]
On the other hand, the particulate matter collected by the particulate filter is removed by self-combustion in an operation region where the exhaust gas temperature becomes high during a high load operation or the like, but forced heating by an electric heater or the like is performed as necessary. Alternatively, a means for appropriately raising the exhaust gas temperature may be employed to more reliably burn and remove the particulates.
[0023]
Further, when the flow path is switched by the flow path switching means and the exhaust gas is introduced into the second supply / discharge space, the exhaust gas passes through the particulate filter in a direction opposite to the above, and each flow of the particulate filter is The collection of new particulates with the back side of the porous thin wall partitioning the road as a collecting surface is performed, and a slight unburned residue on the front side of the porous thin wall is removed by backwashing. Thus, a good collecting surface can be regenerated.
[0024]
According to the type in which the particulate filter is arranged so as to allow the exhaust gas to pass in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe, the particulate filter generally having a substantially cylindrical shape is used. The dead space can be efficiently accommodated in the casing, which has substantially the same cross-sectional shape as the particulate filter and extends in the axial direction of the exhaust pipe, with almost no dead space, thereby minimizing the overall volume. It is possible to do.
[0025]
Further, in the present invention, a plurality of particulate filters are arranged in series in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe, and the mutually adjacent particulate filters are arranged so that the flow direction of the exhaust gas is opposite. Since the first and second supply / exhaust spaces between them are shared, even if the arrangement of the particulate filters is in series, the exhaust gas is substantially distributed to each of the particulate filters and one pass is formed. In this way, it becomes possible to increase the total surface area of the entrance of each particulate filter, thereby suppressing an increase in the ventilation resistance of the exhaust gas, and to increase the trapping surface area. The first or second supply / discharge space between the particulate filters can be shared, and the collection capacity can be improved while suppressing the overall volume as much as possible.
[0026]
In the present invention, it is preferable that a catalyst is integrally supported on the particulate filter.For example, a NOx storage reduction catalyst is employed as the catalyst so that particulates and NOx in exhaust gas can be reduced at the same time. In this case, if the flow direction switching means is appropriately switched to reverse the flow direction of the exhaust gas, the DPNR is integrally carried on each particulate filter. The use efficiency of the NOx storage reduction catalyst can be improved, and the particulates can be quickly burned and removed.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0028]
FIGS. 1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention, and the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 7 to 11 represent the same components.
[0029]
As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, a cylinder is provided in the middle of the exhaust pipe 3 (where the conventional muffler is disposed) and extends in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe 3. Two particulate filters 4 integrally supporting a NOx storage reduction catalyst are formed in series in an inner cylinder 16 having a shape so as to allow the exhaust gas 2 to pass in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe 3. Is housed in
[0030]
Supply and discharge spaces 17 and 18 for supplying and discharging the exhaust gas 2 are formed at both ends in the axial direction of each of the particulate filters 4 in the inner cylinder 16. The flow direction of the exhaust gas 2 of the particulate filter 4 is reversed so that the supply / discharge space 18 is common to each other, and the supply / discharge space 17 is provided at the opposite end of each particulate filter 4. It is formed.
[0031]
Further, an outer cylinder 19 having a non-circular cross-section as shown in FIG. 2 is provided around the inner cylinder 16, and a shaft of the particulate filter 4 is provided between the outer cylinder 19 and the inner cylinder 16. Supply / discharge passages 20 and 27 and an exhaust passage 21 extending along the center direction are respectively formed.
[0032]
The supply / discharge passage 27 and the supply / discharge space 18 communicate with each other via a communication port 28 opened at the center of the inner cylinder 16, and the supply / discharge passage 20 and the supply / discharge space 17, 17 are connected to each other. The supply / discharge passages 20 and 27 communicate with the upstream exhaust pipe 3 through the flow path switching valve 10 through communication ports 26 and 26 opened at both ends of the inner cylinder 16. They are connected by pipes 22 and 23, respectively.
[0033]
The exhaust gas 2 is introduced into one of the supply / discharge passages 20 and 27 by the flow path switching valve 10 and collected from the other, and the collected exhaust gas 2 is again passed through the flow path switching valve 10. The gas is introduced into the exhaust passage 21 through a communication pipe 24, and is guided through the exhaust passage 21 to a rear chamber 25 (muffling space) at the rear end of the outer cylinder 19 to be discharged to the exhaust pipe 3 on the downstream side.
[0034]
Thus, for example, the exhaust gas 2 guided from the upstream side of the exhaust pipe 3 is passed through the communication pipe 22, the supply / discharge passage 20, and the communication ports 26, 26 via the flow path switching valve 10, respectively, to supply / discharge the front / rear air. When the exhaust gas 2 is introduced into the spaces 17, 17, the exhaust gas 2 is distributed from each of the supply / discharge spaces 17, 17 to each of the particulate filters 4, and introduced in opposite directions from the front and rear. The particulates are collected and purified while passing through the filter, and the purified exhaust gas 2 is discharged to the supply / discharge space 18 between the particulate filters 4 and merges, and is supplied and discharged from the communication port 28. The exhaust gas is discharged to the downstream side of the exhaust pipe 3 via the communication pipe 24, the exhaust passage 21, and the rear chamber 25 via the passage 27, the communication pipe 23, and the flow path switching valve 10.
[0035]
On the other hand, the particulate matter collected by each particulate filter 4 is removed by self-combustion in an operation region where the exhaust gas temperature becomes high during a high load operation or the like. Or a means for appropriately increasing the exhaust gas temperature may be used to achieve more reliable burning and removal of the particulates.
[0036]
Further, during the lean burn operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas 2 is high, while the exhaust gas 2 passes through each of the particulate filters 4, the NOx storage reduction catalyst integrally supported on the particulate filters 4 NOx is oxidized and temporarily stored in the form of nitrate, so that NOx is removed from the exhaust gas 2. In addition, highly reactive active oxygen generated during the NOx storage reaction and exhaust gas The normal oxygen contained in a large amount in 2 promotes the oxidation reaction of the particulates trapped in each particulate filter 4, thereby achieving efficient and continuous burning and removal of the particulates.
[0037]
Then, for example, when the operation is instantaneously switched to the rich air-fuel ratio operation in which the oxygen concentration in the exhaust gas 2 is low, the NOx storage reduction catalyst uses hydrocarbons, carbon monoxide, and the like remaining unburned in the exhaust gas 2 as a reducing agent. NOx is decomposed and released from the fuel, and is immediately reduced and purified. In addition, the oxidation reaction of the particulates collected in each particulate filter 4 is accelerated by the active oxygen generated during the decomposition and release reaction of the NOx. As a result, efficient and continuous burning and removal of the particulates are achieved.
[0038]
Further, when the flow path is switched by the flow path switching valve 10 and the exhaust gas 2 is introduced into the intermediate supply / discharge space 18 through the communication pipe 23, the supply / discharge passage 27, and the communication port 28, the exhaust gas 2 is directed in the opposite direction to the previous case. At the bottom of the porous thin wall 6 (see FIG. 6) that defines each flow path 5 of the particulate filter 4 as a collecting surface. As the trapping is performed, a small amount of unburned residue on the front side surface of the porous thin wall 6 is removed by backwashing, so that a good trapping surface can be regenerated.
[0039]
Switching the flow path by the flow path switching valve 10 to reverse the flow direction of the exhaust gas 2 is also effective in improving the utilization efficiency of the NOx storage reduction catalyst integrally supported on the particulate filter 4. It is.
[0040]
According to the type in which the plurality of particulate filters 4 are arranged in series so as to allow the exhaust gas 2 to pass in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe 3, a generally cylindrical shape is formed. The particulate filter 4 is efficiently formed without substantially forming a dead space in an inner cylinder 16 having substantially the same cross-sectional shape as the particulate filter 4 and extending in the axial direction of the exhaust pipe 3. It becomes possible to accommodate, and it becomes possible to suppress the whole volume as much as possible.
[0041]
In addition, even if the arrangement of the particulate filters 4 is in series, the exhaust gas 2 is substantially distributed to each of the particulate filters 4 and flows in parallel in one pass. By increasing the total area of the inlet of the filter 4, it is possible to increase the trapping surface area while suppressing an increase in the ventilation resistance of the exhaust gas 2. The common use also allows the collection capacity to be improved while further suppressing the overall volume.
[0042]
Therefore, according to the above-described embodiment, the particulate filter 4 can be efficiently accommodated in the inner cylinder 16 and the overall volume can be suppressed as much as possible, so that an exhaust gas purification device with good mountability on a vehicle can be realized. it can.
[0043]
Further, since the flow direction of the exhaust gas 2 can be reversed by switching the flow path by the flow path switching valve 10, the front and back surfaces of the porous thin wall 6 partitioning each flow path 5 of the particulate filter 4 can be removed. Particulates can be collected effectively, and a small amount of unburned residue can be removed by backwashing to regenerate a good collecting surface. It is also possible to improve the utilization efficiency of the NOx storage reduction catalyst supported integrally with the fuel cell and to quickly burn and remove the particulates.
[0044]
Further, even if the arrangement of the particulate filters 4 is in series, the exhaust gas 2 can be substantially distributed to each of the particulate filters 4 and flow in parallel in one pass. 4, the trapping surface area can be increased while suppressing the increase in the ventilation resistance of the exhaust gas 2, and the supply / discharge space 18 between the adjacent particulate filters 4 can be shared. As a result, it is possible to improve the trapping capacity while suppressing the total volume as much as possible.
[0045]
FIGS. 3 and 4 show another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the outer tube 19 is provided on the inner tube 16 and the supply / discharge passages 20 and 27 and the exhaust passage are provided. In place of the formation of the air passage 21, in the present embodiment, the supply / discharge passages 20 and 27 and the exhaust passage 21 are also used by extending the connecting pipes 22, 23 and 24 to the rear. Of these, the connecting pipe 24 extends to the rear from the inner cylinder 16 and is used as it is as the exhaust pipe 3 on the downstream side. However, even in this case, the same operation and effect as those of the embodiment shown in FIGS. Obviously you can get it.
[0046]
However, in the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the inner tube 16 can be held by the outer tube together with the connecting pipes 22, 23 and 24 if there is a space allowance.
[0047]
It should be noted that the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and that the cross section of the particulate filter is not necessarily a perfect circle, and that the particulate filter does not necessarily carry a catalyst. It is not necessary, even if the catalyst is supported, it is not limited to the NOx storage reduction catalyst, furthermore, three or more particulate filters may be arranged in series, and other ranges that do not depart from the gist of the present invention. It is needless to say that various changes can be made within.
[0048]
【The invention's effect】
According to the exhaust gas purification apparatus of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.
[0049]
(I) In general, a dead space is almost eliminated in a casing having a substantially cylindrical particulate filter and having the same cross-sectional shape as the particulate filter and extending in the axial direction of the exhaust pipe. Since the entire volume can be suppressed as much as possible by efficiently storing the exhaust gas without forming the exhaust gas purifying device, it is possible to realize an exhaust gas purifying device having good mountability on a vehicle.
[0050]
(II) Since the flow direction of the exhaust gas can be reversed by switching the flow path by the flow path switching means, both the front and back surfaces of the porous thin wall partitioning each flow path of the particulate filter can be effectively utilized. Thus, particulates can be collected, and a small amount of unburned residue can be removed by backwashing to achieve good regeneration of the collecting surface.
[0051]
(III) Even if the arrangement of each particulate filter is in series, the exhaust gas can be substantially distributed to each of the particulate filters and flow in parallel in one pass, so that the entrance of each of the particulate filters The total surface area can be increased and the trapping surface area can be increased while suppressing an increase in exhaust gas ventilation resistance, and the first or second supply / discharge space between adjacent particulate filters can be shared. As a result, it is possible to improve the trapping capacity while suppressing the total volume as much as possible.
[0052]
(IV) The particulate filter includes an oxidation catalyst for assisting the oxidation reaction of the collected particulates, or a NOx selective reduction catalyst or a NOx storage reduction catalyst for removing NOx in exhaust gas. It is possible to provide additional functions by integrally supporting the catalyst, especially when the NOx storage reduction catalyst is integrally supported so that particulates and NOx in exhaust gas can be reduced at the same time. In such a case, if the flow direction of the exhaust gas is reversed by appropriately switching the flow path switching means, the NOx integrally carried on each particulate filter can be obtained. The utilization efficiency of the storage reduction catalyst can be improved, and the particulates can be quickly burned and removed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic view showing a conventional example.
FIG. 6 is a sectional view showing details of the particulate filter of FIG. 5;
FIG. 7 is a perspective view showing an example of an exhaust gas purification device called DPNR.
8 is a sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. 7;
9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 7;
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which the flow path switching valve in FIG. 9 is switched.
FIG. 11 is a side view showing a part of the exhaust gas purification device of FIG. 7 cut away.
[Explanation of symbols]
2 exhaust gas 3 exhaust pipe 4 particulate filter 10 flow path switching valve (flow path switching means)
17 Supply / discharge space (first supply / discharge space)
18 Supply and discharge space (second supply and discharge space)
20 supply / discharge passage (flow path switching means)
21 Exhaust passage (channel switching means)
22 Communication pipe (channel switching means)
23 communication pipe (channel switching means)
24 communication pipe (flow path switching means)
27 Supply / discharge passage (flow path switching means)

Claims

A particulate filter provided in the middle of the exhaust pipe and arranged to pass exhaust gas in a direction substantially parallel to the axial direction of the exhaust pipe; and one of the particulate filters in the axial direction thereof And a second supply / discharge space formed on the other side in the axial direction of the particulate filter, and an exhaust gas introduced from the upstream side of the exhaust pipe. The path is switched to selectively introduce the gas into one of the first and second supply / discharge spaces, and exhaust gas discharged through the particulate filter to the other of the first and second supply / discharge spaces is exhausted. An exhaust gas purifying apparatus comprising: a flow path switching unit that guides the particulate filter to a downstream side of the pipe, wherein a plurality of particulate filters are arranged in series in a direction substantially parallel to an axial direction of the exhaust pipe, and a plurality of particulate filters Exhaustion Exhaust gas purification apparatus characterized by the flow direction of the gas was common to the first or second sheet discharge space therebetween so as to be opposite.

2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein a catalyst is integrally carried on the particulate filter.

3. The exhaust gas purification apparatus according to claim 2, wherein the catalyst carried on the particulate filter is a NOx storage reduction catalyst.